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模板方法模式

简介​

模板方法模式（Template Method Pattern）可以在基类中定义一个算法的框架，允许子类在不修改框架结构的情况下重写算法的特定步骤。

角色组成：

  • 抽象类（Abstract Class）：声明作为算法步骤的方法，以及依次调用它们的实际模板方法。
  • 具体类（Concret Class）：可以重写所有步骤，但不能重写模板方法自身。

使用场景​

  • 框架扩展点设计
  • 多步骤流程标准化
  • 算法流程复用
  • 生命周期控制
  • 代码复用与规范约束

优点​

  • 提高代码复用性（公共流程在父类实现）
  • 约束子类行为（强制实现关键步骤）
  • 符合开闭原则（扩展子类而非修改父类）
  • 提供清晰的扩展点（钩子方法）

缺点​

  • 子类数量可能过多（每个差异需一个子类）
  • 父类定义流程，子类灵活性受限
  • 继承强耦合（子类依赖父类实现细节）
  • 复杂流程可能导致模板方法难以维护

示例代码​

Simple​

实现一次性密码功能，将一次性密码发送给用户的方式有多种，如短信、邮件，但无论哪种方式，流程都是相同的：

  1. 生成随机n位数字
  2. 在缓存中存储这组数字，以便验证
  3. 准备工作
  4. 发送通知
  5. 发布
package templatemethod

import (
	"fmt"
	"math"
	"math/rand"
)

type IOtp interface {
	GenRandomOTP(int) int
	SaveOTPCache(int)
	GetMessage(int) string
	SendNotification(string) error
	Publish()
}

type Otp struct {
	IOtp IOtp
}

func (o *Otp) GenAndSendOTP(otpLength int) error {
	otp := o.IOtp.GenRandomOTP(otpLength)
	o.IOtp.SaveOTPCache(otp)
	message := o.IOtp.GetMessage(otp)
	err := o.IOtp.SendNotification(message)
	if err != nil {
		return err
	}
	o.IOtp.Publish()
	return nil
}

type Sms struct {
	Otp
}

func (s *Sms) GenRandomOTP(length int) int {
	// rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	min := int(math.Pow10(length - 1))
	max := int(math.Pow10(length)) - 1
	return rand.Intn(max-min+1) + min
}

func (s *Sms) SaveOTPCache(otp int) {
	fmt.Printf("Saving otp %d to cache\n", otp)
}

func (s *Sms) GetMessage(otp int) string {
	return fmt.Sprintf("Your OTP is %d", otp)
}

func (s *Sms) SendNotification(message string) error {
	fmt.Printf("Sending sms: %s\n", message)
	return nil
}

func (s *Sms) Publish() {
	fmt.Println("Publishing message as SMS")
}

客户端

package templatemethod

import "testing"

func TestTemplateMethod(t *testing.T) {
	sms := &Sms{}
	o := Otp{sms}
	err := o.GenAndSendOTP(6)
	if err != nil {
		t.Errorf("Error sending OTP: %v\n", err)
	}
}